ФГБУ «Сибирский Региональный Научно-Исследовательский Гидрометеорологический Институт»
ГОУ ВПО «Югорский Государственный Университет»
КУ ХМАО-ЮГРЫ «Центроспас-Югория»
Пушистов П.Ю., Большаник П.В., Викторов Е.В.
Принципы и высокотехнологичный инструментарий интегрированного управления наводнениями
________________________________
Обзор и электронный сборник (CD-ROM приложение) избранных публикаций и материалов по проблеме
Новосибирск, Ханты-Мансийск 2015 г.-ЧЕРНОВИК !!!
УДК
ББК
Пуш
Принципы и высокотехнологичный инструментарий интегрированного управления наводнениями: Научное издание / П.Ю. Пушистов, П.В. Большаник, Е.В. Викторов - Издательство, 2015. 178 с.
Книга представляет собой обзор избранных публикаций и материалов, отражающих характерный для начала 21-ого века переход от традиционной весьма ограниченной парадигмы простой «защиты от наводнений» к инновационному подходу – интегрированному управлению наводнениями, основной задачей которого является сведения к минимуму человеческих жертв, а также экономического и экологического ущерба, приносимого наводнениями, с одновременным максимальным повышением эффективности использования пойменных территорий. Обзор состоит из двух частей: в первой части – обсуждаются принципы (концепция, политика, стратегии), а во второй – высокотехнологичный инструментарий интегрированного управления наводнениями. Методологическим базисом при подготовке обзора послужили интеллектуальные и технологические достижения, связанный с мировым опытом реализации стратегий интегрированного управления водными ресурсами и с разработкой и применением полноструктурных систем поддержки принятий решений при интегрированном управлении речными бассейнами.
Книга в качестве учебного пособия и введения в рекомендации по применения интегрированного управления наводнениями рассчитана на широкий круг читателей, как из числа Лиц Принимающих Решения – политики, руководители различных уровней, планировщики и проектировщики в сфере управления водными ресурсами, обеспечения устойчивого развития и безопасности жизнедеятельности населения регионов, подверженных воздействию наводнений, так и Представителей Заинтересованных Сторон – активистов структур гражданского общества и неправительственных организаций, ориентированных на решение проблем устойчивого развития, безопасности населения и охраны окружающей среды паводкоопасных территорий, представителей соответствующий научных и образовательных сообществ.
Библиогр.: 66 назв. Табл. 7, Рис.38.
© Пушистов П.Ю., Большаник П.В., Викторов Е.В.
Так уж повелось, что каждую весну, а подчас и лето, а иногда и зиму, в России случаются наводнения. И каждый раз вслед за волной паводка катится волна эмоций, увенчанная традиционными русскими вопросами: «Кто виноват?» и «Что делать?».
(Из заключения монографии Воробьева Ю.Л., Акимова В.А., Соколова Ю.И. «Катастрофические наводнения начала 21 века: уроки и выводы», 2003г.)
Если сравнить состояние работ по созданию систем краткосрочного (оперативного) прогнозирования половодий и паводков у нас и за рубежом, то надо сказать, что в настоящее время мы запаздываем с работами в этой области примерно на 15-20 лет. Это относится и к созданию систем для управления пропуском паводков через створы гидроэлектростанций.
(Из статьи академика РАН Васильева О.Ф. в журнале «Гидротехническое строительство» №2, 2012г.)
Наводнения будут всегда, но правильное управление ими может значительно снизить их последствия.
(Ян Кубиш – Исполнительный Секретарь Европейской экономической комиссии Организации Объединённых Наций, из предисловия к публикации «Управление Риском Трансграничных Наводнений:
опыт региона ЕЭК ООН», 2009 г.)
Оглавление
1.Введение
1.1 Интегрированное управление наводнениями
1.2 Ассоциированная программа управления наводнениями. Международная инициатива по наводнениям
1.3 Цель обзора. Рекомендации читателю.
1.4 Выбор публикаций, вошедших в обзор
1.5 О системном определении понятия «наводнение»
2.Обзор избранных публикаций на тему «Базовые принципы интегрированного управления наводнениями»
2.1. Управление наводнениями. Синопсис приложения D монографии Д.П. Лоукса и Е. Ван Бика «Планирование и управление системами водных ресурсов. Введение в методы, модели и приложения». Издание UNESCO and WLI Delft Hydraulics , 2005г.
2.2 Концептуальный документ «Интегрированное управление наводнениями». Синопсис публикации ВМО, №1047, 2009 г.
2.3 Международные руководящие принципы и положения по управлению риском наводнений. Синопсис раздела 1 публикации ООН «Управление рисками трансграничных наводнений: ЕЭК ООН», 2009 г.
2.4 Управление рисками наводнений. Синопсис брошюры института Дельтарес, Нидерланды, 2010 г.
3.Обзор избранных публикация на тему «Высокотехнологичный инструментарий интегрированного управления наводнениями»
3.1 Моделирование систем водных ресурсов, его роль в планировании и управлении. Синопсис главы 2 монографии Д.П. Лоукса и Е. Ван Бика Планирование и управление системами водных ресурсов. Введение в методы, модели и приложения. Издание UNESCO and WLI Delft Hydraulics , 2005 г.
3.2 Предупреждение, прогнозирование и реагирование на чрезвычайные ситуации при наводнениях. Синопсис одноименной монографии К. Сене. Издание Springer Science + Business B.V., 2008 г.
3.3 Программный пакет SOBEK для 1D/2D моделирования при комплексном решении водных проблем. Синопсис брошюры института Дельтарес, Нидерланды, 2010 г.
3.4 Информационно-вычислительные комплексы водных объектов бассейна Оби. Часть 1 – ИВК «Северная Сосьва». Часть 2 – ИВК «Телецкое озеро». Синопсис одноименный монографии П.Ю. Пушистова, В.Н. Данчева. Издание LAP LAMBERT Academic Dublishing, 2013 г.
4. Заключение
Благодарности
Литература
CD-ROM приложение: Электронный сборник избранных публикаций и материалов к обзору «Принципы и высокотехнологичный инструментарий интегрированного управления наводнениями»
Содержание
1. Оригинал монографии Loucks D.P., Eelco van Beek. Water resources systems planning and management: an introduction to methods, models and applications / Daniel P. Loucks and Eelco van Beek with contributions from Jery R. Stedinger, Jozef P.M. Dijkman, Monique T. Villars. Paris: UNESCO Publishing – ISBN 92-3-103998-9, 2005.
1.1 Перевод на русский язык приложения D монографии [1].
1.2 Перевод на русский язык главы 2 «Моделирование систем водных ресурсов, его роль в планировании и управлении» монографии [1].
2. Оригинал публикации «Integrated Flood Management Concept Paper», WMO-№1047, 2009, 32 р.
2.1 Отредактированный перевод на русский язык публикации [2].
3.Оригинал публикации «Transboundary Flood Risk Management: Experiences from the UNECE Region», United Nations Publication – ISBN: 978-92-1-117011-5, 2009, 98 p.
3.1 Отредактированный перевод на русский язык раздела 1 публикации [3].
4. Оригинал брошюры «Flood Risk Management» Deltares, 2010, 77 р.
4.1. Перевод на русский язык брошюры [4.]
5. Оригинал монографии K. Sene, Flood Warning, Forecasting and Emergency Response, Springer Science + Business Media B.V. 2008. 303 р.
5.1 . Перевод на русский язык оглавления монографии [5].
6. Оригинал брошюры «1D/2D modeling suite for integral water solutions SOBEK», Detares systems, 2010. 8 р.
6.1 Перевод на русский язык брошюры [6].
7. Избранные разделы монографии Пушистова П.Ю., Данчева В.Н. Информационно-вычислительные комплексы водных объектов бассейна Оби. Часть 1 – ИВК «Северная Сосьва». Часть 2 – ИВК «Телецкое озеро» / науч. ред. В.Н. Лыкосов, В.А. Земцов. – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Dublishing, 2013.-160 с.
7.1 Рукописи статей за 2012-2015 гг., в качестве дополнения к [7].
8. Монография Воробьева Ю.Л., Акимова В.А., Соколова Ю.И. Катастрофические наводнения начала XXI века: уроки и выводы. М.: ООО «ДЭКС-ПРЕСС», 2003.-352 с.
9. Монография Добровольского С.Г., Истоминой М.Н. Наводнения мира. - М.: Геос,2006.-256с.
10. Руководство по водным ресурсам и адаптации к изменению климата. Публикация ЕЭК ООН ECE/MP.WAT/30, 2009.-144с.
11. Абхас К. Джха, Робин Блок, Джессика Ламонд, 2011 г.: Города и затопления. Руководство по комплексному управлению рисками, связанными с наводнениями в городской среде, для XXI века, Всемирный банк, Вашингтон.-64с.
12. Водный Кодекс Российской Федерации (N 74-ФЗ, принят в 2006 году).
13. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 27.08.09 г. №1235-р).
14. Колпакова Е. Рекам и людям – чистую воду! - М.: Лесная страна, 2007.- 190 с.
15. Интегрированное управление водными ресурсами. Техническая публикация ТК Глобального Водного Партнерства (2000 г.).-44 с.
16. Курс ИУВР в Российской Федерации. Авторы и редакторы: Марина Аршинова, Владимир Борисов, Елена Колпакова, Эстер Коопмансхап, Сергей Костарев, Ваутер Пронк, Крис ван де Санден, Рини Хейдендаал Опубликовано: май 2011Издано: Milieukontakt International, (Амстердам).-149с.
17. Вместе учимся совместному управлению: развитие участия в управлении водными ресурсами / D. Ridder, E. Mostert, H.A. Wolters [et al.]. Eco-TIRAS. - Ch.: S.n., (Tipogr. “Elan Poligraf ” SRL). 2010. 98 p.
18. Cap-Net. Планы ИУВР. Учебное пособие и руководство по применению 2005,-104 с.
19. ТК ГВП «ИУВР и планы повышения эффективности водопользования до 2005 г. Что, почему и как?» Торкил Джонч-Клаусен, 2004.-24 с.
20. Руководство по интегрированному управлению водными ресурсами в бассейнах. ГВП и МСБО, 2009.-111с.
21.Инструментальный ящик ИУВР, ГВП, 2008.-184с.
22. Обзор методов и реализаций систем поддержки принятия решений для интегрированного управления водными ресурсами. Магистерская диссертация Тороповой И.А. ,научный руководитель профессор Пушистов П.Ю, Ханты-Мансийск ,2011.-93с.
23. Применение информационно-моделирующей системы Mike 11 для создания системы раннего предупреждения и прогноза гидроэкологических чрезвычайных ситуаций (на примере реки Северная Сосьва). Магистерская диссертация Викторова Е.В. , научный руководитель профессор Пушистов П.Ю, Ханты-Мансийск , 2011.-57с.
24. Учебно-методическая документация «Основы управления водными ресурсами».
25. Информация об электронной библиотеке профессора Пушистова П.Ю.
Примечание: Технический перевод на русский язык пп. 1.1, 1.2, 4.1, 5.1 и 6.1 выполнен проф. Пушистовым П.Ю. Редактирование переводов на русский язык п. 2.1 и 3.2 проведено проф. Пушистовым П.Ю. и доц. Большаником П.В.
Введение
Около 70 % природных стихийных бедствий на земном шаре связаны с гидрометеорологическими явлениями и процессами. По числу жертв и причиняемым ущербам наводнения исторически занимают одно из первых мест в ряду стихийных бедствий и катастроф [1-3,14,41,42,50,60]. В последние годы участились катастрофические наводнения, усугубились их экономические, социальные и экологические последствия и выросло число вызванных ими человеческих жертв [11,14,27,30,36,41,49]. В этой и без того тревожной ситуации, фиксируемая изменчивость климата и ожидаемые его изменения , по мнению экспертного сообщества, могут привести к тому, что наводнения станут более частыми, масштабными и интенсивными [6,10,13,18,28,39,41,47,51].
С другой стороны, наводнения – это природные явления, которые приносили и будут приносить пользу: сезонное затопление пойм рек является необходимым для обеспечения благополучия экосистем рек, формирования новых мест обитания фауны, отложения ила и плодородного органического материала, а также для поддержания существования водно-болотных угодий.
Социальная и экономическая уязвимости при наводнениях определяются, главным образом, качеством планирования и управления жизнедеятельностью человека – быстрым и, часто, организованным аграрным и промышленным освоением пойменных земель, высокими темпами урбанизации этих территорий, эффективностью работы систем раннего предупреждения, прогнозирования и реагирования на чрезвычайные ситуации при наводнениях и т.п. [11,41,50,60].
Интегрированный подход к управлению наводнениями, принимающий во внимание, как возможности, предоставляемые поймами для социально-экономической деятельности, так и управление рисками, является жизненно важным для устойчивого развития бассейнов рек [50, 60, см.CD-ROM приложение п.2-4].
Интегрированное управление наводнениями
Интегрированное управление наводнениями объединяет процессы развития земельных и водных ресурсов в речном бассейне в контексте интегрированного управления водными ресурсами[4,23,43,54] с целью максимально эффективного использования пойм и сведения к минимуму случаев гибели людей и имущества. Интегрированное управление наводнениями должно быть открытым, транспарентным, всеохватывающим и коммуникативным; оно должно предусматривать децентрализацию процесса принятия решений, включать общественное обсуждение и участие представителей заинтересованных сторон в процессе планирования и имплиментации [см.CD-ROM приложение п.2.1,3.1].
Интегрированное управление наводнениями требует концептуального отказа от традиционного фрагментарного подхода к управлению наводнениями (в отечественной литературе (см. например [1,11,40]) – к защите от наводнений), который на практике часто оказывается малоэффективным (см. раздел «Заключение» [11] и приложение D [60].) Применяемые в прошлом, а в некоторых странах и в настоящем, методы и средства управления наводнениями характеризуются существенными недостатками, поскольку [11, см. CD-ROM приложение п.3.1]:
Эти методы ориентированы преимущественно на «контроль», а не «управление» наводнениями;
Мероприятия по контролю наводнений часто осуществляются несогласованно и разрозненно;
Мероприятия по контролю наводнений основаны на реагирование на ситуацию, а не на ее предупреждение;
Упор в системах противопаводковой защиты делается, главным образом, на структурные (инженерные) мероприятия;
Управленческие решения разрабатываются и применяются в рамках очень ограниченного числа дисциплин или областей применяемых знаний;
Как правило, не учитывается текущая и перспективная динамика морфологических характеристик рек;
Редко учитываются уроки, вынесенные из ошибок в прошлом.
Интегрированное управление наводнениями требует не только концептуального отказа от традиционного фрагментарного подхода, но и способствует эффективному использованию ресурсов речного бассейна в целом, с применением при этом стратегий по сохранению или увеличению продуктивности пойм, обеспечивая одновременно защитные меры от потерь, вызываемых наводнениями [см. CD-ROM приложение п.2.1,3.1].
Устойчивое и эффективное управление водными ресурсами требует целостного подхода, увязывающего социально-экономическое развитие с защитой природных экосистем и обеспечивающего надлежащие связи на управленческом уровне между землепользованием и водохозяйственной деятельностью. Поэтому обеспечение готовности к бедствиям, обусловленным такими связанными с водой явлениями, как наводнения и засухи, должно обязательно стать элементом управления водными ресурсами, поскольку такие бедствия являются важным фактором, который необходимо учитывать при обеспечении устойчивого развития бассейнов рек.
Целостный подход к планированию и управлению, связанный с чрезвычайными ситуациями, является предпочтительным по сравнению с подходом, определяемым конкретным опасным явлением, и ИУН должно быть частью более широкой системы учета различных факторов риска и управления этими рисками. Этот подход способствует структурированному обмену информацией и формированию эффективных организационных взаимосвязей. При планировании интегрированного управления наводнениями достижение общей цели устойчивого развития требует координации процессов принятия решений любого количества органов власти и организаций, занимающихся вопросами развития. При принятии любого решения, которое влияет на гидрологические характеристики бассейна, должны приниматься во внимание все остальные аналогичные решения [см.CD-ROM приложение, п.2-5].
Ассоциированная программа управления наводнениями.
Международная инициатива по наводнениям
В августе 2001 года Всемирная Метеорологическая Организация (ВМО) и Глобальное Водное Партнерство (ГВП) учредили Ассоциированную Программу Управления Наводнениями (АПУН, англ., APFM, http:// www.apfm.info) для целевой поддержки стран-членов в деле внедрения интегрированного управления наводнениями, как нового целостного подхода к управлению наводнениями, в том числе в трансграничном аспекте. Комитет по управлению АПУН организовал работу над программой в формате этапов: этап I, август 2001-июль 2006 гг., этап II, август 2006-март 2010гг., этап III, апрель 2010- июль 2014 гг., этап IV, начиная с августа 2014 г.
ВМО и ГВП, с участием более двух десятков организаций-партнеров, с помощью АПУН, определяют концептуальные начала и руководящие принципы интегрированного управления наводнениями (ИУН).
С момента первой публикации концептуального документа «Интегрированное управление наводнениями» в 2003 году он стал базовым справочным документом, в котором ИУН описывается в качестве практически осуществимого варианта политики в области устойчивого развития. Второе и третье, пересмотренные и дополненные издания концепции ИУН были опубликованы в 2006 и 2009 годах, соответственно. Серия публикаций на тему «Политика управления наводнениями», изданных в рамках АПУН, включает в себя следующие сборники:
Законодательные и институциональные аспекты ИУН (WMO No 997, 2006);
Социальные аспекты и вовлечение представителей заинтересованных сторон в ИУН (WMO No 1008, 2006);
Аспекты охраны природы при ИУН (WMO No 1009, 2006);
Экономические аспекты ИУН (WMO No 1010, 2007).
Значительное внимание в деятельности АПУН уделяется вопросам разработки и представления пользователям инструментария управления наводнениями (раздел TOOL SERIES на сайте www.apfm.info). При этом основные усилия экспертов программы сосредоточены на подготовке серии отчетов об инструментальных средствах, которые включают в себя руководящие материалы (руководства, регламенты и наставления), предназначенные для практиков, занимающихся управлением наводнениями. Особенно впечатляющий по количеству и содержанию технических отчетов АПУН, является серия «Инструментарий ИУН», которая включает в себя следующие выпуски:
1. Разработка бассейнового плана управления наводнениями (выпуск 1, март 2007г., 26 с.);
2.Проведение оценок ущербов от наводнений (выпуск 2, июнь 2013г., 48с.);
3. Применение оценок состояния окружающей среды при управлении наводнениями (выпуск 3, июнь 2013г., 50 с.);
4. Организация участия общественности в управлении наводнениями (выпуск 4, март 2008г., 27 с.);
5. Эксплуатация водохранилищ и регулирование стока (выпуск 5, июнь 2011г., 60 с.);
6. Управление рисками городских наводнений (выпуск 6, март 2008г., 44 с.);
7. Роль планирования землепользованием в управлении наводнениями (выпуск 7, март 2007г., 39 с.);
8. Разделение рисков в управлении наводнениями (выпуск 8, июнь 2013г., 56с.);
9.Управление наводнениями в условиях изменяющегося климата (выпуск 9, август 2009г., 32 с.);
10. Интегрированное управление наводнениями, как адаптационный инструмент при изучении конкретных случаев изменения климата (выпуск 10, февраль 2011г., 54 с.);
11. Планирование чрезвычайных ситуаций при наводнениях (выпуск 11, февраль 2011г., 38 с.);
12. Управление рисками, связанными с наносами (выпуск 13, март 2011г., 53с.);
13. Охрана и восстановление рек и пойм (выпуск 13, май 2012г., 62 с.);
14. Управление городскими наводнениями при изменении климата (выпуск 14, февраль 2012г., 54 с.);
15.Защита от наводнений (выпуск 15, май 2012г., 46 с.);
16. Управление ливневыми паводками (выпуск 16, май 2012г., 44 с.);
17. Управление наводнениями в дельтах рек и прибрежных зонах морей (выпуск 17, май 2012г., 62 с.);
18. Управление трансграничными наводнениями (выпуск 18, март 2013г., 62 с.);
19. Прогнозирование и раннее предупреждение наводнений (выпуск 19, май 2013г., 84 с.);
20. Картирование наводнений (выпуск 20, ноябрь 2013г., 88 с.).
Значительно скромнее на сайте АПУН представлен высокотехнологичный инструментарий средств компьютерного моделирования, которые рекомендуется использовать при управлении наводнениями. В соответствующем разделе сайта, названном «Полезное программное обеспечение» (Useful software) представлены две позиции:
1.Инструменты для оценок:
RLAT- инструмент для быстрой правовой оценки;
Flood Resilience PORTAL- платформа, которая позволяет проводить исследования и оценки рисков наводнений.
2. Программное обеспечение для гидравлического моделирования:
Mike-21-компьютерная двумерная (2D) система, разработанная Датским Гидравлическим Институтом;
KALYPSO- программная платформа с модулями: гидрология, расчет профиля и поверхности воды, 1D/2D моделирование, расчет рисков и планов эвакуации.
Следует подчеркнуть, что в преамбуле к соответствующему разделу сайта АПУН отмечается, что представленный список программных средств не является исчерпывающим и в него включены только те высокотехнологичные компьютерные продукты, которые разработаны основными партнерами АПУН.
В 2009 году ВМО и более чем 20 организаций-партнеров создали Службу поддержки интегрированного управления наводнениями (см. раздел Helpdesk на сайте www.apfm.info.), через которую странам и бассейнам рек, желающим взять на вооружение концепцию ИУН, предоставляется информация о политике и стратегии управления наводнениями и об институциональном развитии в связи с наводнениями. Деятельность службы поддержки предусматривает не только проведение разъяснительной работы, формирование политики и определение направлений реализации, но и разработку необходимых для их поддержания программ развития потенциала. Замечательным ресурсом Службы поддержки является доступ к 10 платформам тематического электронного дистанционного обучения (E-learning), в области планирования и управления водными ресурсами, которые поддерживаются ведущими университетами мира и рядом международных организаций.
Концепция интегрированного управления наводнениями является основополагающей в деятельности еще одной, весьма авторитетной организацией – Международной Инициативы по Наводнениям (МИН, англ.IFI, http://www.ifi-home.info). Эта организация учреждена ЮНЕСКО (UNESCO), ВМО (WMO), совместно с Советом Союза Университетов (UNS) и Международной Стратегией по Снижению Бедствий (IAHS). Ее деятельность сосредоточена на научных исследованиях, организации информационных сетей, образовании и обучении, оказании поддержки профессиональным сообществам, обеспечении технической помощи и руководства в сфере управления наводнениями. Важным результатом деятельности МИН является организация и проведение международных конференций по управлению наводнениями (ICFM), в том числе в 2000 г. в Германии, в 2002 - в Китае, в 2005 - в Нидерландах, в 2008 - в Канаде, в 2011 - в Японии, в 2014 - в Бразилии. Труды этих конференций можно найти на сайте http://www.ifi-home.info.
Итак, в стартовой части введения к нашей публикации, мы, опираясь на мировой опыт управления наводнениями, кратко определили «ключевые слова», составляющие титульное название обзора: «Принципы» (концепции, политика, стратегии и т.п.); «Высокотехнологичный инструментарий» (IT-продукты, базы данных, средства компьютерного моделирования, инновационные системы раннего обнаружения и предупреждения, прогнозирования и реагирования на ЧС при наводнениях); «Интегрированное управление наводнениями» (подход, который является существенным компонентом интегрированного управления водными ресурсами и обеспечивает баланс между деятельностью, подверженной рискам наводнений и потребностями общества в области устойчивого развития).
Цель обзора. Рекомендации читателю
Цель нашей работы – ознакомить читателя с набором кратких обзоров (синопсисов), избранных публикаций и материалов, в указанной выше проблемной области. Эти синопсисы объединены в общий обзор, состоящий из двух частей: «Базовые принципы ИУН» (разделы 2.1-2.4) и «Высокотехнологичный инструментарий ИУН» (разделы 3.1-3.4). При подготовке обзора мы исходно ориентировались на широкий круг читателей. Это и Лица Принимающие Решения (ЛПР) – политики, руководители различных уровней, планировщики и проектировщики в сфере управления водными ресурсами, обеспечения устойчивого развития и безопасности жизнедеятельности населения регионов, подверженных воздействию наводнений. Это, конечно, Представители Заинтересованных Сторон (ПЗС) – активисты структур гражданского общества и неправительственных организаций, ориентированных на решение проблем устойчивого развития, безопасности населения и охраны окружающей среды паводкоопасных территорий, представителей соответствующий научных и образовательных сообществ и , наконец, люди, которые просто интересуются вопросами : «Что делать с наводнениями?», «Можно ли ими управлять и как?». Для удобства и, если хотите, для «интеллектуального комфорта» наших читателей, и прежде всего тех, кто заинтересован в самообразовании или повышении своей профессиональной квалификации в области управления наводнениями, мы подготовили приложение на электронном диске (CD-ROM-приложение), которое позволит пользователю при чтении того или иного синопсиса легко, «щелчком по кнопке мыши», получить доступ к оригиналу той или иной публикации, переводу ее на русский язык (целиком или частично) и к обширным дополнительным материалам, которые упоминаются в обзоре.
Для лучшего понимания содержания нашего обзора, рекомендуем читателю «иметь под рукой» в качестве учебных пособий и справочников две сравнительно недавно опубликованные монографии: «Катастрофические наводнения начала 21 века: уроки и выводы» (авторы: Воробьев Ю.А., Акимов В.А., Соколов Ю.И. – представители руководящего состава МЧС России, год выпуска - 2003, объем- 352с.) и «Наводнения по континентам и странам мира» (автор: Таратунин А.А. - представитель водохозяйственного комплекса России, год выпуска- 2011, объем 240с.). Что касается первой монографии [см.CD-ROM приложение, п.8], то мы настоятельно рекомендуем читателям внимательно, «с карандашом в руке», прочитать (или перечитать) первую главу этой книги, в которой профессионально точно и эмоционально адекватно описаны генезис, динамика, меры по защите и последствия катастрофических наводнений в Якутии (май 2001 г.), в Иркутской области (май-июнь 2001г.), в Приморье (август 2001 г.), на Кубани (январь 2002г.), на Юге России (июнь-июль 2002г.), на Черноморском побережье Краснодарского края (август 2002 г.) и в Западной Европе (август-сентябрь 2002г.). Именно в этой главе авторы констатируют: «По числу жертв и ущербу, причиняемому обществу, наводнения занимают первое место среди стихийных бедствий, вместе с тем, как это ни парадоксально, единой общепринятой концепции защиты от наводнений паводкоопасных территорий пока нет». Подчеркнем, что именно в 2003 году, то есть в год издания монографии [11], ВМО и ГВП в рамках АПУН выпустили первое издание концептуального документа «Интегрированное управление наводнениями». В очень небольших по объему последующих двух главах монографии [11] обсуждается вопрос оценок ущербов и финансирования работ по ликвидации последствий стихийных бедствий (глава 2) и описаны моральные, социальные, экологические, и санитарно-эпидемиологические последствия наводнений (глава 3). Глава 4 монографии [11] «Защита от наводнений» является центральной с точки зрения интересующей нас проблемной области – управления наводнениями. Теоретический уровень представления материалов двух основных разделов этой главы: инженерные способы защиты и неинженерные способы защиты вполне соответствуют мировому уровню на 2003 год. Читателям рекомендуется использовать в качестве учебных материалов отлично написанные обзоры о постановке дела со страхованием опасности наводнений в США (см.раздел 4.2.1 [11]) и системах раннего предупреждения о наводнениях в США и ряде странах ЕС. Реальная картина осуществления в РФ мероприятий по защите от наводнений на основе анализа катастрофических наводнений 2001-2002 гг. описана в главе 4 с исчерпывающей полнотой и является преимущественно удручающей. Последнее нашло свое отражение в заключении монографии [11] , где четко указаны как основные причины, усугубившие разрушительные последствия наводнений 2001-2002 гг., так и «частные уроки», получившие от авторов [11], оценку «неуд». К числу упомянутый основных причин отнесены «неподготовленность общей системы водохозяйственных служб, отсутствие заблаговременного оповещения органов управления и населения о приближающемся бедствии, а также неразбериха среди собственников водных бассейнов, которая возникала всегда, когда вставал вопрос «кому заниматься очисткой рек?» Общее число так называемых «частных уроков», перечисленных в заключении [11]составляет около 30 . И мы рекомендуем читателю тщательно проанализировать и осознать каждый из этих уроков. Предложения по решению проблем наводнений в РФ содержащиеся в заключении [11], – всего 11 позиций, носят, на наш взгляд, хорошо обоснованный характер, но их практическая реализация в рамках парадигмы ИУН сильно зависят от общего перехода страны на принципы интегрированного управления водными ресурсами.
Следующая монография «Наводнения по континентам и странам мира» [41] , на которую нам хотелось бы обратить внимание читателя, принадлежит перу профессионального гидролога, к.т.н. А.А. Таратунина и предназначена, в первую очередь специалистам, работающим в водохозяйственных структурах России. Напомним, что в 2000 году вышла в свет книга А.А. Таратунина «Наводнения на территории Российской Федерации» второе издание которой, исправленное и дополненное опубликовано в 2008 году [40]. Материалы первой части монографии [41] , посвященная подробному обзору отечественной научной литературы по классификации наводнений (как по условиям формирования, так и по степени социально-экономического воздействия), анализу и истории защиты от наводнений, оценкам и причинам росту ущербов от наводнений могут служить для наших читателей, как хорошим учебным пособием, так и справочником по хронике выдающихся наводнений по странам и континентам (см. приложение 1 [41]).
Вместе с тем во второй части книги [41], посвященной анализу современных методов защиты и руководящих принципов снижения ущербов от наводнений, автор подчеркнуто излагает «свое видение в совершенствовании защиты от наводнений» (стр.5 [41]). Как результат, такие разделы монографии (изданной в 2011 году!) как «Разработка и принятие единой международной концепции защиты и снижения ущербов от наводнений» и « Внедрение ГИС технологий в оперативное управление при возникновении угроз от наводнений» оказались «лишенными» каких либо ссылок на весьма результативные усилия мирового профессионального сообщества по переходу на принципы и технологии интегрированного управления наводнениями(см. сайты АПУН и МИН).
Среди результатов исследования различных аспектов проблем наводнений, полученных за последние годы институтами РАН, кратко отметим следующие позиции. В 2006 году сотрудники Института водных проблем (ИВП) РАН д.г.н. Добровольский С.Г. и к.г.н. Истомина М.Н. опубликовали монографию «Наводнения мира» [14], в которой впервые в мировой научной литературе анализируется количественная информация о наводнениях в глобальном масштабе и дается подробный исторический обзор сведений о наводнениях. Вопросы защиты от наводнений или об управлении наводнениями в этой монографии не обсуждаются.
В июне 2011 года на заседании Бюро Отделения Наук о Земле РАН был заслушан и обсужден доклад академика Васильева О.Ф. «О необходимости создания современных систем оперативного прогнозирования половодий и паводков на реках».Содержание этого доклада подробно изложено в статьях [7, 8]. В указанном докладе и последующих публикациях [7, 8] обоснованы актуальность проблемы создания в РФ высокотехнологичных информационно-моделирующих систем краткосрочного (оперативного) прогнозирования половодьев и паводков и подчеркнута особая важность его решения для целей своевременного предупреждения населения об опасности наводнения, времени его наступления и обеспечении эффективной работы федеральных, региональных и местных органов власти, организаций Росгидромета, МЧС, водного хозяйства и гидроэнергетики. Рекомендуем читателю внимательно ознакомиться с разделом «Опыт решения проблемы в странах европейского сообщества» статьи [7], где в частности, кратко представлены результаты осуществления двух проектов: «Европейская система прогнозирования наводнений» (EFFS) и «Европейская система предупреждения о наводнениях» (EFAS). Проведя сопоставление состояния работ по созданию систем оперативного прогнозирования половодий и паводков в РФ и за рубежом (США и страны ЕС), автор [8] приходит к выводу, «что в настоящее время мы запаздываем с работами в этой области примерно на 15-20 лет. Это относится и к созданию систем для управления пропуском паводков через створы гидроэлектростанций. Насколько нам известно, какой-либо единой программы развертывания работ по этому важному направлению, в которой были бы определены цели, подходы к решению проблемы, основные ее разделы, состав участников и пути финансирования, в нашей стране нет, как нет и какой-либо координации действий в этой области.»
Мы так же рекомендуем читателю не пожалеть времени на знакомство с весьма содержательным интервью заместителя директора ИВП РАН д.ф.-м.н. Гельфана А.Н. – по поводу катастрофического ливневого паводка в Крымске 7.06.2012 г. (http://onznews.wdcb.ru/interwiew/intw_audio1203.html) и с интервью директора этого института, член-корр. РАН, д.э.н. Данилова-Данильяна В.И. – по поводу катастрофического наводнения в бассейне реки Амур в июле-августе 2013 года (http://poisknews.ru/theme/science/8562/?print).
Характерным для всех упомянутых выше отечественных монографий, статей, докладов и интервью является отсутствие ссылок на публикации, в которых обсуждается проблемы перехода на принципы и технологии интегрированного управления наводнениями [cм. CD-ROM приложение п.2-4]. Вместе с тем, необходимо отметить недавнее появление на сайте Тематического сообщества по проблемам больших плотин: www.solex-un.ru/dams/obzory/ges-pavodki обзора «Сравнение роли ГЭС и других средств минимизации последствий паводков» (составители обзора: С.И. Забелин Е.В. Лебедева А.С. Мартынов и С.А. Мартынов, дата публикации:14 апреля 2014г.) с разделом «Мировая практика управления наводнениями». В этом разделе имеются ссылки на сайт АПУН (www.apfm.info) и публикации Европейской Экономической Комиссии ООН [17, cм. CD-ROM приложение п.3].
Выбор публикаций, вошедших в обзор
Выбор основных публикаций, вошедших в настоящий обзор проводился в едином понятийном пространстве на методологическом базисе, состоящем из трех компонентов:
I. Принципы и инструментарий Интегрированного Управления Водными Ресурсами (ИУВР) [23, 26, 44-46, 54, 56, 60].
II. Системы Поддержки Принятия Решений при Управлении Речными Бассейнами (СППР ИУРБ) [4,10,19,33,37,60,62,64, cм. CD-ROM приложение п.1, 2, 22, 23].
III. Междисциплинарный Прикладной Системный Анализ Водных Ресурсов (ПСА ВР) [31, 32, 38, 60].
Главные принципы ИУВР были определены в Дублине в 1992 г. на Международной конференции по проблемам воды и окружающей среды и они заключаются в том, что: а) ресурсы пресной воды не бесконечны, вода – основа жизни и устойчивого развития общества; б) развитие и управление водными ресурсами должно равномерно распределяться между теми, кто пользуется водой, теми, кто планирует и принимает решения на всех уровнях; в) вода имеет экономическую стоимость и должна восприниматься как экономическое благо[23, 26, 54, 60]. Эти принципы получили одобрение для приоритетного практического применения на состоявшейся в Рио-де-Жанейро встречи на высшем уровне «Планета Земля» (Организация Объединенных Наций, 1993 г.). Последующие совещания (в первую очередь, Всемирная встреча на высшем уровне по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002 г.) еще раз подчеркнули, что ИУВР является необходимым условием устойчивого развития [cм. CD-ROM приложение п.2.1, 3.1, 14, 15, 19, 22].
Концепция ИУВР основывается на ряде ключевых принципов, которые и определяют ее практическую сущность. В обобщенном виде эти принципы заключаются в следующем:
управление водными ресурсами осуществляется в пределах гидрографических границ, в соответствии с морфологией конкретного речного бассейна;
управление предусматривает учет и использование всех видов водных ресурсов (поверхностных, подземных и возвратных вод), принимая во внимание климатические особенности регионов;
тесная увязка всех видов водопользования и всех участвующих в управлении водными ресурсами организаций по горизонтали между отраслями и по вертикали между уровнями водохозяйственной иерархии;
общественное участие не только в управлении, но и в планировании и развитии водохозяйственной инфраструктуры;
приоритет природоохранных требований в деятельности водохозяйственных органов;
нацеленность на водосбережение и борьбу с непродуктивными потерями воды водохозяйственных организаций и водопользователей; управление спросом на воду, наряду с управлением ресурсами;
информационное обеспечение, открытость и прозрачность системы управления водными ресурсами;
экономическая и финансовая стабильность управления.
Согласно позиции Глобального водного партнерства [54-56] «Интегрированное управление водными ресурсами – это процесс, который способствует скоординированному освоению и регулированию водных, земельных и связанных с ними ресурсов в целях извлечения на равной основе вытекающей из этого максимальной пользы с точки зрения экономического и социального благосостояния, без ущерба для устойчивости важнейших экосистем». Глобальное водное партнерство интерпретирует «интегрированное управление» как понятие, включающее в себя развитие и управление. Устойчивое и эффективное управление водными ресурсами требует целостного подхода, связывающего социально-экономическое развитие с защитой природных экосистем и обеспечивающего надлежащие связи на управленческом уровне между землепользованием и водохозяйственной деятельностью. Поэтому обеспечение готовности к бедствиям, обусловленным такими связанными с водой явлениями, как наводнения и засухи, должно стать элементом интегрированного управления водными ресурсами, поскольку такие бедствия являются важным фактором, который необходимо учитывать при обеспечении устойчивого развития.
Таким образом, проблемы ИУН должна рассматриваться на основе и как неотъемлемая составная часть ИУВР [cм. CD-ROM приложение п.2.1, 3.1]. Наша рекомендация тем читателям, которые захотят улучшить свое понимание принципов и инструментария ИУВР – выберите в качестве исходного учебного пособия «Курс интегрированного управления водными ресурсами в Российской Федерации», разработанный в 2009-2011гг. объединенной командой Российских и Голландских ученых и преподавателей [см. CD-ROM приложение п.16]. В качестве полезных дополнительных учебных материалов читателям рекомендуется использовать переводы на русский язык: «Планы ИУВР. Учебное пособие и руководство по применению» [см. CD-ROM приложение п.18] и книги «Вместе учимся совместному управлению – развитие участия в управлении водными ресурсами», подготовленный командой проекта «HarmoniCOP», объединяющей представителей 15 университетов и организаций стран ЕС [см. CD-ROM приложение п.17]. В качестве следующей ступени обучения мы рекомендуем читателям проработку двух руководств, подготовленных Глобальным Водным Партнерством: «Руководство по ИУВР в бассейнах» [см. CD-ROM приложение п.20] и «Инструментальный ящик ИУВР. Совместное использование знаний для справедливого, действенного и устойчивого управления водными ресурсами» [см. CD-ROM приложение п. 21].
Важным элементом практического внедрения принципов ИУВР является создание информационно-моделирующего инструмента, способного обеспечить устойчивое управление системой водных ресурсов. Опыт внедрения на практике принципов ИУВР, накопленный в США (http://cdss.state.co.us) и ЕС (http://www.europa.eu.int/comm/environment/water/water-framework/index_en.html) однозначно свидетельствует, что таким инструментом может быть инновационная методология создания высокотехнологичных полноструктурных Систем Поддержки Принятия Решений при Интегрированном Управлении Речным Бассейном (СППР ИУРБ), которые могут быть использованы для поддержки процесса принятия политических, стратегических и тактических (оперативных) решений [cм. CD-ROM приложение п.1.2, 22]. В СППР ИУРБ структурированный и интегрированный подход к управлению речным бассейном объединяется с достижениями в области информационных технологий, такими как Географические Информационные Системы (ГИС) имитационные и оптимизационные компьютерные модели, приводя в результате к инструменту, который дает возможность обрабатывать, анализировать, прогнозировать и представлять информацию о переменных системы водных ресурсов. СППР помогает ЛПР, распознавать какая информация является значимой на любом заданном этапе процесса принятия решения. С помощью такой информации может быть улучшено качество анализа эффективности различных мероприятий, которые вырабатываются в процессе принятия решений. С одной стороны эти мероприятия связаны с содержимым стратегии ИУВР, таким как анализ решаемых проблем, прогнозирование будущих состояний, планирование и проверка альтернатив, оценка воздействий, сравнение и ранжирование альтернатив. С другой стороны, эти мероприятия включают в себя такие процессообеспечивающие действия как информационное взаимодействие (интерактивность) и соучастие ПЗС в процессе принятия решений.
Общая конфигурация СППР ИУРБ, как открытой системы коллективного пользования для планирования и управления водными ресурсами, включает в себя следующие уровни (функциональные системы) и блоки [4, 34, 60]:
уровень 1 – измерительно-коммунакационная система с блоками: данные ДЗЗ, метеорологических, гидрологических гидрохимических и гидробиологических наблюдений на сети станций и постов (включая on-line данные автоматических станций раннего предупреждения об опасных явлениях и процессах), данные контроля за работой гидротехнических сооружений, данные инженерно-полевых изысканий русловых процессов, информация о точечных и диффузионных источников загрязнения водных объектов и т. п;
уровень 2 – информационная система с блоками: ГИС, базы данных о системе природных ресурсов, социально-экономической системе и административно-институциональных системах базы знаний и правил;
уровень 3 – моделирующая система с блоками: модели природных систем, социально-экономические модели, модели управления водопотребления и водопользования, модели техногенных воздействий и источников загрязняющих веществ, модели землепользования, модели урбанизированных территорий и т.п.;
уровень 4 – экспертно-аналитическая система с блоками сервисных программ: диагноза, развития системы, разработки стратегий, оценок и нормирования.
Понятие СППР ИУРБ не используется в Водном кодексе 2006 г. и Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года. Вместе с тем в своем выступлении на Всероссийской конференции «Водные проблемы крупных речных бассейнов и пути их решения» (6-11 июня 2009 года, г. Барнаул) Советник РАН академик Васильев О. Ф. подчеркнул: «Россия отстает от США в разработке и реализации СППР управления речными бассейнами приблизительно на 20 лет. Несомненно, приоритетной задачей в области инновационного управления водными ресурсами нашей страны является задача ликвидации этого отставания».
Читателям заинтересованным в получении информации доступного уровня об ИУВР и СППР ИУРБ, включая описание результатов реализации конкретных проектов СППР для управления речными бассейнами штата Колорадо (США), проекта СППР для управления бассейном реки Эльба (Германия), проекта СППР для ИУВР Санкт-Петербурга и Ленинградской области, рекомендуем обратиться к CD-ROM приложению, п. 22, где Вы найдете полный текст магистерской диссертации И.А. Тороповой на тему «Обзор методов и реализаций систем поддержки принятия решений для интегрированного управления водными ресурсами», выполненный в ЮГУ под научным руководством проф. Пушистова П.Ю.
«Интеллектуальным» ядром СППР ИУРБ, позволяющим прогнозировать переменные системы водных ресурсов и проводить анализ сценариев на тему «Что будет, если…?» относительно факторов внешних воздействий (например, изменения переменных климата; изменения параметров растительного покрова, типа – «вырубка лесов»; строительство гидротехнических сооружений и т.п.) является моделирующая система СППР. Методологической основой разработки моделирующей системы служит междисциплинарный Прикладной Системный Анализ Водных Ресурсов (ПСА ВР) [31, 60]. Сравнительно простой вариант прикладного система анализа водных объектов/экосистем [32, 38] включает интегрированную реализацию следующих этапов: реальный объект – экспериментальное и теоретическое изучение объекта – феноменологическая/концептуальная модель – математическая модель – имитационная/численная модель – испытание модели (калибровка, верификация, анализ чувствительности и неопределенностей) – анализ модели – получение новых знаний об объекте.
Обозначенные выше проблемные области (ИУВР, СППР ИУРБ и ПСА ВР) объединены в форме электронных материалов курса лекций и практических занятий «Управление водными ресурсами» [см. CD-ROM приложение п.24] и читатель, при необходимости, может использовать эти материалы либо для повышения «стартовой» компетенции перед переходом к тексту обзора, либо как справочное пособие.
О системном определении понятия «наводнение»
|
